Fotosíntesis. Incorporación de energía al ecosistema PPTCANCBBLA04026V4 Clase Fotosíntesis. Incorporación de energía al ecosistema

Fotosíntesis Factores que afectan la fotosíntesis

Introducción De la energía solar que alcanza la superficie de la tierra, un 1% es derivada a los sistemas vivos, a través de la fotosíntesis. En este proceso, la energía lumínica se convierte en energía química y el carbono proveniente de la atmósfera se convierte en moléculas orgánicas. En estas reacciones se gasta agua y se libera oxígeno, que es usado por los organismos heterótrofos.

1. Fotosíntesis 1.1 Concepto Foto proviene del griego y significa “luz”, síntesis “composición”. Es la transformación de la materia inorgánica en orgánica, gracias a la participación de la energía que proviene de la luz, la cual se transforma en energía química (ATP), que luego se usará para formar compuestos orgánicos estables. Los organismos fotosintetizadores fijan 100.000 millones de toneladas de carbono en un año, que junto con agua son los compuestos inorgánicos base para la obtención de la materia orgánica y el oxígeno que requieren los organismos heterótrofos.

1. Fotosíntesis 1.2 Naturaleza de la luz La luz se comporta como una onda y como una partícula. En el siglo XIX, con James C. Maxwell (1831-1879), se empieza a descifrar la verdadera identidad de la luz, como parte muy pequeña de un espectro continuo de radiación, el espectro de radiación electromagnética.

1. Fotosíntesis 1.2 Naturaleza de la luz La radiación electromagnética abarca desde las ondas de radio hasta los rayos gamma; la luz que percibimos es una pequeña parte de este espectro. Si la luz blanca se hace pasar por un prisma, esta se descompone en todo el espectro de luz visible, que va de 400 (luz violeta) a 700 nanómetros (luz roja), siendo los 400 la longitud de onda de mayor energía. Sin embargo, la luz que es aprovechada por la fotosíntesis es una parte de este espectro de luz visible.

1. Fotosíntesis 1.3 Pigmentos Los pigmentos son moléculas que absorben luz en una cierta longitud de onda y la que no absorben la reflejan, la cual se ve como el color. El principal pigmento en plantas y algas es clorofila.

1. Fotosíntesis 1.3 Pigmentos Los pigmentos de plantas y algas absorben luz a distintas longitudes, todos son fotosintéticos, sin embargo la mayor cantidad en plantas terrestres corresponde a la clorofila. Ficocianinas: pigmento en algas azul-verde. Ficoeritrinas: pigmento rojo en cianobacterias y algas rojas (en hongos también junto con ficocianinas). Caroteno y xantófilas: grupo de pigmentos de color amarillo, anaranjado y rojo, y café en vegetales (respectivamente).

1. Fotosíntesis 1.3 Pigmentos Los máximos de absorción de la clorofila se encuentran en la longitud de onda de 400 a 450 nm (color azul) y en 650 a 700 nm (color rojo). La longitud de onda que refleja es el color _________ verde

1. Fotosíntesis 1.4 Cloroplastos Los cloroplastos son organelos abundantes (50 a 60 por célula), donde se produce la fotosíntesis, distinguiéndose las membranas tilacoidales, donde se encuentran los fotosistemas I y II.

1. Fotosíntesis 1.5 Fases de la fotosíntesis El proceso consta de dos partes: Fase dependiente de luz o luminosa, en los tilacoides Fase independiente de luz u oscura, en el estroma

1. Fotosíntesis 1.5 Fases de la fotosíntesis Electrón excitado e Luz Fotón Clorofila En la fase dependiente de la luz o luminosa la clorofila al reaccionar con la luz solar se oxida, liberando un electrón. Este proceso se denomina efecto fotoeléctrico, con ello se inicia una cadena de reacciones químicas en los fotosistemas.

1. Fotosíntesis 1.5 Fases de la fotosíntesis Fotosistema I 2 H + 1/2 O 2 Fotólisis del agua Centro de Reacción Clorofila Luz Aceptor Primario de Electrón Generación de energía Cadena transportadora de electrones Producción de NADPH NADP 1 2 3 Fotosistema II Fotosistema I

1. Fotosíntesis 1.5 Fases de la fotosíntesis Fase luminosa o dependiente de luz Lugar donde se realiza: membranas tilacoidales Reactantes: H2O, ADP y NADP+ Productos: O2, ATP y NADPH Resumen del proceso: Fotólisis del agua Foto-fosforilación de ATP Foto-oxidación de los fotopigmentos Fotorreducción del NADP+

1. Fotosíntesis 1.5 Fases de la fotosíntesis Fase independiente de luz o fase oscura: Se produce en el estroma, aquí se logra la fijación del CO2 para obtener productos orgánicos. Esta fase es dependiente de la anterior, ya que se requiere de ATP y NADPH.

1. Fotosíntesis 1.5 Fases de la fotosíntesis Fase oscura o independiente de luz Lugar donde se realiza: estroma de los cloroplastos Reactantes: ATP, NADPH y CO2 Productos: moléculas orgánicas (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos) Resumen del proceso: Fijación del CO2 atmosférico Ciclo de Calvin

1. Fotosíntesis 1.6 Relación con la respiración celular En el proceso de fotosíntesis, a partir de CO2 y H2O las plantas obtienen moléculas orgánicas, especialmente glucosa; en el proceso se libera O2. La glucosa y el O2 son utilizados por la célula en la respiración celular para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares, liberándose como desechos el CO2 y H2O.

2. Factores que afectan a la fotosíntesis 2.1 Factores internos Son aquellos propios de las plantas y que hacen variar la tasa fotosintética: Presencia de estomas Pigmentos Contenido de agua Estoma H2O CO2

Vegetales y cianobacterias Sin participación de la luz Síntesis de la clase Vegetales y cianobacterias aprovechan… a través de… implica… Aprovechamiento de la energía solar, que queda retenida como un compuesto orgánico. ocurre en fases… Energía luminosa Sin participación de la luz utiliza… produce… La energía solar La fotosíntesis Fase clara Fase oscura Agua, NADP+ y ADP CO2, NADPH y ATP Glucosa, NADP+ y ADP O2, NADPH y ATP